解答题
7.
已知函数f(x,y)具有二阶连续偏导数,且f(1,y)=0,f(x,1)=0,
,其中D={(x,y)|0≤x≤1,0≤y≤1},计算二重积分
【正确答案】
将二重积分
xyf''
xy
(x,y)dxdy转化为累次积分可得
xyf''
xy
(x,y)dxdy=∫
0
1
dy∫
0
1
xyf''
xy
(x,y)dx
首先考虑∫
0
1
xyf''
xy
(x,y)dx,注意这里把变量y看作常数,故有
∫
0
1
xyf''
xy
(x,y)dx=y∫
0
1
xdf'
y
(x,y)
=xyf'
y
(x,y)|
0
1
一∫
0
1
yf'
y
(x,y)dx
=yf'
y
(1,y)一∫
0
1
yf'
y
(x,y)dx。
由f(1,y)=f(x,1)=0易知,f'
y
(1,y)=f'
x
(x,1)=0。所以
∫
0
1
xyf''
y
(x,y)dx=—∫
0
1
yf'
y
(x,y)dx。
因此
=∫
0
1
dy∫
0
1
xyf''
y
(x,y)dx=—∫
0
1
dy∫
0
1
yf'
y
(x,y)dx,
对该积分交换积分次序可得
—∫
0
1
dy∫
0
1
yf'
y
(x,y)dx=—∫
0
1
dx∫
0
1
yf'
y
(x,y)dy。
再考虑积分∫
0
1
yf'
y
(x,y)dy,注意这里把变量x看作常数,故有
∫
0
1
yf'
y
(x,y)dy=∫
0
1
ydf(x,y)=yf(x,y)|
0
1
一∫
0
1
f(x,y)dy=一∫
0
1
f(x,y)dy,
因此
=—∫
0
1
dx∫
0
1
yf'
y
(x,y)dy=—∫
0
1
dx∫
0
1
f(x,y)dy=
【答案解析】
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